Мистерията на южнокорейския "стаен свръхпроводник" LK-99 беше разгадана за рекордно кратко време. Световната научна общност не можа да подмине подобна "сензация", а натрупаният опит в търсенето на високотемпературна свръхпроводимост позволи бързо да се повтори експериментът на южнокорейските учени и да се оцени от гледна точка на теорията.
Уви, оказва се, че революцията в областта на свръхпроводимостта се отлага. Двата основни показателя за свръхпроводимост - левитация в магнитно поле (ефектът на Майснер) и рязко спадане на съпротивлението на тока - са обяснени от гледна точка на конвенционалната физика и нямат нищо общо със свръхпроводимостта. Южнокорейските учени са били подведени от проби, замърсени с примеси, и от ограничени познания в редица области на химията.
Припомняме накратко, че в края на юли група южнокорейски учени публикуваха в сайта preprints of scientific papers две статии на английски език, в които се разказваше за сензационното откритие на материала LK-99, който притежава свръхпроводимост при стайна температура и нормално налягане. Подобно откритие би променило много нашия свят. Най-малкото в енергийния сектор, където загубите от преноса на електроенергия са много, много големи и непрекъснато нарастват. Една от статиите беше допълнена с теоретични изчисления, които изглеждаха достатъчно убедителни, за да се обърне пълно внимание на откритието.
Първите опити за синтез на LK-99, направени от независими групи, дадоха противоречиви резултати. Някои наблюдавали "левитация", други успели да измерят нулево съпротивление на тока при стайна температура, а трети изобщо не успели. Не липсваха и фалшификати, които само увеличиха объркването. Сериозен проблем за независимия синтез на LK-99 беше фактът, че авторите на изследването не предоставиха подробно описание на синтеза на абсолютно чист материал и очевидно станаха жертва на собствената си грешка.
Трябва да се каже, че съвременните теоретични инструменти позволяват моделиране на електронната и атомната структура на материалите и много точно описват техните химични и физични свойства. Но при наличието на примеси с неизвестен обем и състав тези изчисления обикновено са погрешни, което изглежда се е случило в случая с LK-99. По горещи следи този материал беше изследван с помощта на функционалната теория на плътността и частично потвърди откритието на южнокорейския екип. Както става ясно сега, теоретиците са били подведени от първоначално грешните данни на експериментаторите.
Точка в "свръхпроводимостта" на LK-99 поставят учените от Института за изследване на твърдото тяло "Макс Планк" в Щутгарт (Германия). Те отглеждат кристали на LK-99, а не го синтезират чрез отгряване, както правят корейците. Отглеждането им позволило да избегнат примесите в материала и най-вече медния сулфид (Cu2S), който, както става ясно, и бил причина за "сензационното" откритие.
Свръхчистият материал LK-99 (Pb8.8Cu1.2P6O25) се оказал не свръхпроводник, а много добър изолатор. В същото време материалът проявяваше някои свойства на феромагнетизма и диамагнетизма, но напълно недостатъчни дори за частична левитация.
"Следователно ние изключваме наличието на свръхпроводимост", заключават авторите. - Когато разполагаме с монокристали, можем ясно да изследваме вътрешните свойства на системата." Опирайки се на визуализацията на електронната структура на чистия материал, германските изследователи показаха, че тя не позволява проявата на свръхпроводимост, а признаците ѝ в южнокорейския експеримент най-вероятно са се проявили поради наличието на примеси от меден сулфид в образците.
Отделно за свойствата на медния сулфид се изказа друг учен - химикът Прашант Джаин от Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн. Той посочи, че температурата от 104,8 °C, при която корейците са регистрирали десетократно намаляване на съпротивлението на материала от около 0,02 Ом/см до 0,002 Ом/см, е температурата на фазовия преход на медния сулфат. Естествено, съпротивлението на материала се променя по време на фазовия преход - нещо, което южнокорейските учени би трябвало да знаят.
По този начин замърсяването на образците на LK-99 с примеси в технологичния процес "на коляно" и непознаването на някои аспекти на химичното им поведение доведоха до това, че южнокорейските учени приеха пожелателното мислене за реалност - видяха в два случайни признака на свръхпроводимост, каквато нямаше.
Вижте всички актуални новини от Standartnews.com
